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Les scientifiques expliquent un modèle in vitro de rein

Les reins fonctionnent pour filtrer continuellement le sang et pour éliminer des toxines du fuselage. Des conditions telles que la maladie rénale chronique (CKD) sont caractérisées par une capacité réduite de remplir ce rôle essentiel. L'incidence de CKD se développe et plus de 1,4 millions de personnes dépendent de la greffe de dialyse ou de rein pour la survie. Le développement des demandes de règlement neuves exige une compréhension des mécanismes de la progression de la maladie, mais les scientifiques n'ont pas pu modéliser exactement la filtration de rein in vitro - jusqu'ici.

Dans une étude de point de repère publiée dans des transmissions de nature, les scientifiques à l'hôpital pour enfants Los Angeles expliquent un modèle in vitro de rein qui pourrait changer le cours de la recherche pour les maladies comme le CKD.

Le rein contient les glomérules rénaux appelés de structures spécialisées. Dans chaque glomérule rénal est un barrage de filtration composé de deux couches minces de cellules hautement spécialisées et d'une membrane qui agit en tant que filtre sélecteur. Pendant que le sang déménage par chaque glomérule rénal, les toxines et les petites molécules peuvent réussir, alors que des protéines et d'autres éléments importants sont maintenus dans la circulation sanguine.

« Ce procédé de filtration décompose dans les patients présentant des troubles de rein. Mais parce que nous n'avons pas eu un bon modèle in vitro, nous ne connaissons toujours pas les mécanismes de lésion dans le glomérule rénal dans le CKD. »

Laura Perin, PhD, qui est auteur de Co-sénior sur l'étude avec Stefano Danemark Sacco, PhD

M. Perin et M. Danemark Sacco conduisent la recherche dans le laboratoire de GOFARR pour la recherche régénératrice d'organe et la thérapeutique de cellules en urologie avec Roger codirecteur De Filippo, DM, à l'institut de recherches de Saban de CHLA. L'auteur important sur l'étude était chargé de recherches post-doctoral de CHLA Astgik Petrosyan. Ensemble, l'équipe étudie la structure du glomérule rénal pour comprendre mieux comment et pourquoi leur capacité de filtrer le sang décompose.

« Un défi important dans le domaine de recherches de rein avait essayé de reproduire le glomérule rénal in vitro, » dit le M. Danemark Sacco. « En particulier, il est très difficile recréer le barrage de filtration glomérulaire dans un laboratoire utilisant des techniques normales. » Pour cette raison, les études les plus publiées ont utilisé une membrane artificielle entre les deux couches de cellules. Tandis que du liquide peut être mélangé, les cellules ne peuvent pas communiquer en travers de cette membrane de la même manière qu'elles font biologiquement. « Ceci a comme conséquence un modèle qui ne filtre pas réellement correctement, » il explique.

L'élément indispensable manquant des expériences actuelles est un filtre qui est sélecteur et permet la transmission correcte de cellule-à-cellule. Le M. Danemark Sacco et le M. Perin se sont mis à élever les cellules en bonne santé de rein d'une manière dont a tenu compte pour que le barrage glomérulaire naturel forme, juste comme il fait dans le fuselage. Utilisant les récipients spécialisés et cloisonnés Organoplates appelé TM, les chercheurs ont fait exact cela.

Le résultat ?

Un glomérule rénal modèle qui fonctionne presque identiquement à cela a trouvé en reins réels. Ils appellent ce modèle, qui est dérivé entièrement du tissu sain et humain de rein, un glomérule rénal sur une frite.

D'un côté des cellules, les chercheurs ajoutent le liquide et, de l'autre côté, ils se rassemblent ce qui les « filtres des glomérules rénaux, qui est appelé le filtrat. Dans leur expérience, les scientifiques ont ajouté le sérum sanguin des personnes en bonne santé. Sans utilisation d'un filtre manufacturé, le glomérule rénal in vitro de l'équipe s'est comporté comme on s'attend à ce que des reins humains agissent : les protéines sont restées dans le sérum tandis que de plus petites molécules réussissaient dans le filtrat. « Le barrage qui nos cellules naturellement formées est sélectrice, juste comme il serait dans un rein de plein-fonctionnement, » indique le M. Danemark Sacco. « Il est remarquable. »

Ce modèle représente un saut considérable vers l'avant du niveau de courant de la recherche in vitro de rein. « Notre système se comporte comme biologiquement, glomérule rénal physiologique correct, » dit M. Perin. « Ceci ouvrent la trappe pour que nous comprennent ce que nous ne connaissons toujours pas - les mécanismes moléculaires des blessures dans le CKD et, d'une manière primordiale, comment éviter les dégâts. »

Tandis que ceci semblait un objectif éloigné dans le passé, le M. Danemark Sacco et le M. Perin sont déjà recréants et étudiants la condition de la maladie dans leur modèle. Quand les chercheurs ont ajouté le sérum des patients présentant le CKD, ils ont constaté que le glomérule rénal a montré le même type de dégâts observé cliniquement : les protéines ont commencé à couler par le filtre compromis. Les taux de protéine mesurés dans le filtrat expérimental ont apparié les échantillons cliniques patients de filtrat avec une corrélation approximativement de 90%.

Cette découverte prépare le terrain pour de nombreuses applications cliniques. Pendant l'ère en pleine expansion du médicament personnalisé, une préparation de ce type peut être employée pour examiner des mécanismes moléculaires des dégâts de rein dans différents patients. La progression de la maladie peut alors être surveillée au fil du temps utilisant le prélèvement sanguin séquentiel. Le modèle a pu également être employé pour examiner les médicaments neufs avant des tests cliniques humains.